化学激光器有哪些特点?

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广西师范大学出版社
2019-07-31 · 一切为了人与书的相遇。
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通过化学反应实现粒子数反转的激光器叫化学激光器。尽管它的工作物质多用气体(也有用液体的),结构大多和气体激光器相似,但在化学反应的引发、粒子数反转过程等方面有其特殊性,尤其必须通过化学反应实现激光器的运转,所以,并不把它并入气体激光器而单独介绍。

化学物质本身蕴藏有巨大的化学能,比如每公斤氟、氢燃料反应生成氟化氢(HF)时,能放出约1.3x107焦耳的能量。由于它能在单位体积内集中有大量的能量,当化学能直接转换为受激辐射时,就可以获得高能激光。另外,它的装置体积不大,重量又轻,很受军方青睐。1978年美国海军的舰载激光武器打靶试验,就是采用40万瓦连续波氟化氘(DF)化学激光器。我国自行设计研制的1太瓦(等于1兆兆瓦)大型高功率激光器——神光装置也是一台化学激光器。美国曾研制过一种台式化学高功率激光系统,瞬间功率达10太瓦(等于10兆兆瓦),相当于美国全部发电站总输出功率的20倍!

由于化学激发能源来自化学反应,因而基本上无需外部提供能量,对外依赖性很小,这对野外和军事应用实在是求之不得的。前面所讨论过的激光器都必须外激发能源,尤其是电能,其电源往往就占去了激光器的绝大部分体积和重量。一台功率10万瓦的激光器,若总体效率为千分之一,就必须有一台10万千瓦以上的发电机专门为它供电。当然,化学激光器还多少用一点外能源引发化学反应,但需要量很小,比起其他激光器的激发能源来,简直是微不足道。

化学激光工作物质多数有毒,甚至玻璃一类的物质也容易被腐蚀。又由于在化学反应中,粒子数能级分布较分散,所以激光单色性较差。化学激光工作物质气压目前仍比较低,反应能的利用率还不太高,这些都有待于改进。

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